1، اصل فنی: ویژگی های نوری LCD و کنترل پلاریزاسیون
اصل نمایش LCD مبتنی بر تعامل بین خواص نوری مولکولهای کریستال مایع و نور پلاریزه است. مولکولهای کریستال مایع موادی هستند که حد واسط بین مایعات و جامدات هستند و جهت محور طولانی آنها میتواند تحت تأثیر میدان الکتریکی بچرخد. هنگامی که نور از دو صفحه پلاریزه کننده (پلاریزه کننده و تحلیلگر) عبور می کند، اگر مولکول های کریستال مایع در معرض میدان الکتریکی قرار نگیرند، نور نمی تواند از آنالایزر عبور کند و صفحه تاریک به نظر می رسد. وقتی میدان الکتریکی مولکولهای کریستال مایع را میچرخاند، جهت قطبش نور تغییر میکند و صفحه نمایش از طریق یک پلاریزه روشن به نظر میرسد. با کنترل زاویه چرخش مولکولهای کریستال مایع، میتوان به کنترل روشنایی پیکسل دست یافت، که سپس میتوان آن را به کاراکتر یا گرافیک ترکیب کرد.
کلید پیاده سازی پس زمینه آبی و متن سفید در حالت "نمایش منفی" LCD نهفته است. در حالت نمایش منفی، رنگ پس زمینه صفحه LCD تیره (مانند آبی) و کاراکترها روشن (مانند سفید) است. اصل این است:
انتخاب نور پس زمینه: از نور پس زمینه سفید (مانند LED) استفاده می شود. پس از عبور نور از لایه کریستال مایع، قسمت هایی که توسط مولکول های کریستال مایع مسدود نشده اند، سفید به نظر می رسند (کاراکترها) و قسمت های مسدود شده پس از عبور از پلاریزه کننده (پس زمینه آبی) رنگ نور پس زمینه به نظر می رسد.
پلاریزه کننده ها و مواد کریستالی مایع: با انتخاب پلاریزه کننده هایی با طول موج های خاص (مانند پلاریزه کننده های آبی) و مواد کریستالی مایع (مانند کریستال های مایع نوع STN)، می توان اشباع پس زمینه آبی و روشنایی کاراکترها را بهینه کرد.
تنظیم کنتراست: با تنظیم ولتاژ محرک یا ضخامت لایه LCD، می توان تفاوت روشنایی بین کاراکترها و پس زمینه را کنترل کرد تا از خوانایی واضح حتی در محیط های با نور شدید اطمینان حاصل شود.
2، روش پیاده سازی: انتخاب سخت افزار و کنترل درایور
انتخاب سخت افزار: نوع LCD و طراحی نور پس زمینه
برای دستیابی به پسزمینه آبی و نمایش متن سفید در LCD ابزار، جنبههای سختافزاری زیر باید انتخاب شوند:
نوع LCD: STN (Super Twisted Nematic) یا HTN (High Twisted Nematic) LCD ترجیح داده می شود. این نوع کریستال مایع دارای زاویه چرخش بالایی است (معمولاً 210 درجه -270 درجه)، که می تواند کنتراست بالاتر و زاویه دید وسیع تری را به دست آورد و برای حالت نمایش منفی مناسب است. به عنوان مثال، LCD نوع STN می تواند نسبت کنتراست بیش از 5:1 و زمان پاسخگویی بین 250-350 میلی ثانیه در صفحه نمایش متن سفید پس زمینه آبی را به دست آورد که نیازهای صفحه نمایش پویا ابزارها را برآورده می کند.
طراحی نور پس زمینه: با استفاده از نور پس زمینه LED سفید، نور به طور مساوی از طریق صفحه راهنمای نور یا فیلم انتشار پخش می شود تا از روشنایی یکنواخت کاراکترها اطمینان حاصل شود. روشنایی نور پس زمینه باید مطابق با سناریوی استفاده تنظیم شود، به عنوان مثال، ابزارهای فضای باز باید از روشنایی بیش از 1000 نیت پشتیبانی کنند تا در برابر تداخل نور شدید مقاومت کنند.
فیلم پلاریزه کننده و فیلتر: فیلم پلاریزه آبی را در دو طرف لایه کریستال مایع بچسبانید یا نور پس زمینه را از طریق فیلتر آبی فیلتر کنید تا پس زمینه آبی ایجاد شود. برخی از راهحلهای پیشرفته از فناوری RGBW (قرمز، سبز، آبی، سفید چهار-نور پسزمینه) استفاده میکنند که با ترکیب نور سفید و آبی، عملکرد رنگ و کارایی انرژی را بیشتر میکند.
کنترل درایو: تنظیم ولتاژ و استراتژی تجدید
نمایش متن سفید پس زمینه آبی به کنترل دقیق زاویه چرخش مولکول های کریستال مایع و روشنایی نور پس زمینه با پارامترهای اصلی از جمله:
ولتاژ منطقی: معمولاً 4.5-5.5 ولت، با مقدار معمولی 5.0 ولت. ولتاژ بالای ورودی (VIH) باید بزرگتر یا مساوی 2.4 ولت باشد و ولتاژ پایین (VIL) باید کمتر یا مساوی 0.4 ولت باشد تا از پایداری سیگنال اطمینان حاصل شود.
تنظیم کنتراست: با تنظیم ولتاژ پین V0 (متصل به پتانسیومتر) برای کنترل ضخامت لایه کریستال مایع، می توان تفاوت روشنایی بین کاراکترها و پس زمینه را تنظیم کرد. به عنوان مثال، هنگامی که ولتاژ V0 3.0 ولت است، کنتراست بهینه است و ولتاژ بیش از حد می تواند باعث ایجاد شبح شود.
فرکانس تازه سازی: نرخ فریم باید بیشتر یا مساوی 128 هرتز باشد تا از سوسو زدن جلوگیری شود. نمایش پویا (مانند پیمایش دیجیتال) نیاز به استفاده از-فناوری اسکن اشتراکگذاری زمان برای دستیابی به صفحه نمایش کم-با تعویض سریع چندین لوله دیجیتال دارد.
انتخاب آی سی درایور: آی سی درایور را با توجه به نیازهای صفحه نمایش انتخاب کنید. به عنوان مثال، کنترلر HD44780 از LCD کاراکتری استاندارد (مانند ماژول 1602) پشتیبانی می کند که می تواند حروف، اعداد و نمادها را نمایش دهد. آی سی درایور ماتریس نقطه گرافیکی (مانند ST7920) از گرافیک سفارشی و صفحه نمایش چینی پشتیبانی می کند و آن را برای رابط های ابزار پیچیده مناسب می کند.
3، سناریوهای کاربردی: از ابزار صنعتی تا لوازم الکترونیکی مصرفی
ال سی دی متن سفید پس زمینه آبی به دلیل کنتراست بالا و خوانایی نور قوی به طور گسترده در حالات زیر استفاده می شود:
ابزار کنترل صنعتی: مانند فشارسنج، کنترل کننده دما، دبی سنج و غیره. پس زمینه آبی و نمایش متن سفید همچنان در محیط های با نور شدید در کارخانه به وضوح قابل خواندن است و تفاوت بصری بین کاراکترهای سفید و پس زمینه آبی مطابق با استانداردهای طراحی صنعتی است.
تابلوی ابزار الکترونیکی خودرو: تابلوهای ابزار سنتی خودرو (مانند سرعتسنجها و سرعتسنجها) اغلب از LCD با کد فیلد سفید پسزمینه آبی، همراه با چراغهای هشدار قرمز، برای ایجاد یک نمایشگر اطلاعات سلسله مراتبی شفاف استفاده میکنند. برخی از مدلهای جدید خودروهای انرژیزا، متن سفید پسزمینه آبی را با صفحه تمام{1} رنگی TFT ترکیب میکنند تا حس فناوری را تقویت کنند.
دستگاه های خانه هوشمند: مانند کنتورهای هوشمند، کنترل کننده های دما، دستگاه های نظارت بر محیط و ... پس زمینه آبی و نمایش متن سفید در محیط های کم نور خیره کننده نیستند و ترکیب کاراکترهای سفید و پس زمینه آبی با زیبایی شناسی مدرن خانه مطابقت دارد.
دستگاه های قابل حمل در فضای باز: مانند میزهای کوهنوردی، ابزار نقشه برداری، و غیره. LCD کاراکتر سفید پس زمینه آبی افت کنتراست کمتری در زیر نور مستقیم خورشید دارد و بازتاب کاراکترهای سفید بالاتر از سیاه است و خوانایی را بیشتر می کند.
